Моделирование электронных схем в пакете прикладных программ OrCad 9.2

Использование пакета прикладных программ OrCad 9.2 для моделирования работы электронного прибора: создание электрической схемы, оптимизация, трассирование печатных плат, создание набора полной технической документации по устройству; ускорение разработки.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид практическая работа
Язык русский
Дата добавления 17.09.2012
Размер файла 885,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ
  • введение
  • 1. практическая часть
    • 1.1 Моделирование схемы в приложении Capture
    • 1.2 Оптимизация схемы с помощью элемента Parameters
    • 1.3 Оптимизация схемы с помощью приложения PSpice Optimizer
    • 1.4 Трассировка печатной платы с помощью приложения Layout Plus
  • Выводы
  • Перечень источников
  • введение
  • В настоящее время компьютерные и информационные технологии используются во всех сферах жизни человека. К примеру, создание сложных электрических схем и устройств требует предварительного моделирования этих схем и устройств. Моделирование работы прибора на компьютере дает возможность экономить на материалах, содержании лабораторий и на рабочей силе.
  • Пакет прикладных программ OrCad 9.2 позволяет не только моделировать электрические схемы, но и производить оптимизацию, трассировать печатные платы, создавать полный набор технической документации по устройству или блоку. Возможность создания полной технической документации в одном пакете прикладных программ позволяет значительно упростить и ускорить разработку.
  • 1. практическая часть
  • 1.1 Моделирование схемы в приложении Capture
  • Для моделирования схемы соберем ее сначала в приложении Capture. Для этого выполним следующую последовательность действий: Запускаем приложение Capture; Создаем новый пустой проект; Устанавливаем на рабочую область все элементы схемы и устанавливаем их номиналы (рисунок 1.1)
  • Рисунок 1.1 - Элементы схемы
  • Для того чтобы установить требуемые элементы предварительно нужно добавить соответствующие библиотеки, которые содержат данные элементы. В нашем случае использовались следующие библиотеки: ANALOG - библиотека содержит пассивные элементы(сопротивления и емкости); SOURCE - содержит источники питания; OPAMP - содержит операционные усилители. Также на схеме необходимо разместить заземление для чего нажимаем пиктограмму . Чтобы добавить элементы на схему можно воспользоваться меню Place\Part, либо нажав соответствующую пиктограмму .
  • Когда все элементы схемы добавлены, их необходимо соединить между собой, для этого можно воспользоваться меню Place\Wire или нажать пиктограмму . После соединения схема принимает вид показанный на рисунке 1.2.
  • Рисунок 1.2 - Схема, собранная в Capture
  • Для моделирования схемы и построения АЧХ осуществим следующие действия.
  • Добавляем на выходы схемы маркер для снятия напряжения. В меню PSpice выбираем пункт Create Netlist. После этого в меню PSpice выбираем пункт New Simulation Profile, появляется окошко, в котором мы вводим имя профиля. В следующем окошке на вкладке Analysis в пункте Analysis type выбираем пункт AC Sweep/Noise. В полях справа в этом же окне вводим начальную и конечную частоты, а также количество точек. После проведения этих действий наша схема готова к моделированию ее работы. Чтобы запустить моделирование в меню PSpice нужно выбрать пункт Run либо нажать пиктограмму . После завершения моделирования мы увидим графики АЧХ на выходах нашей схемы (рисунок 1.3).
  • 1.2 Оптимизация схемы с помощью элемента Parameters
  • Для оптимизации схемы с помощью Parameters осуществи следующие действия. Сначала заменим номинал конденсатора С1 на переменную new. После этого добавим элемент Parameters, щелкнув на нем два раза, открывается окно Property Editor. В этом окне нажимаем кнопку New Column, в появившемся окошке вводим имя переменной new и номинал конденсатора С1 - 470n.
  • Рисунок 1.3 - АЧХ на выходах схемы
  • После этого выбрав в меню PSpise пункт Edit Simulation Profile, либо нажав соответствующую пиктограмму , откроем окно свойств профиля. Выбрав в списке Options пункт Parametric Sweep, в списке Sweep Variable выбираем Global Parameters, в поле Name вводим имя переменной new, затем последовательно вводим начальное и конечное значение переменной, а также шаг с которым она будет изменятся.
  • Запустив моделирование снова мы увидим семейство АЧХ при разных значениях емкости С1 (рисунок 1.4)
  • Рисунок 1.4 - Семейство АЧХ при разных значениях емкости С1
  • Для того чтобы подобрать значение емкости С1, при котором частота среза слева будет составлять 200Гц, необходимо построить зависимость частоты среза от значения емкости С1. для этого произведем следующие действия.
  • Выберем в меню Simulation пункт Performance Analysis, либо нажмем соответствующую пиктограмму . После этого появляется пустая система координат, зависимость по Х которой - это зависимость от значения емкости С1. Чтобы построить зависимость частоты среза от емкости С1, выберем в меню Trace пункт Add Trace или нажмем пиктограмму . В появившемся окне выберем целевую функцию которая определяет частоту среза, список функций находится в правой части окна, а список параметров в левой. Функция определяющая частоту среза HPBW имеет два параметра: первый параметр - это функция АЧХ, второй - это уровень в децибелах по которому нужно определить частоту среза (частота реза определяется по уровню 0,707 что соответствует 3дБ). В нашем случае функция имеет следующий вид: HPBW(V(U1A:OUT),3). Затем в меню Trace выберем подменю Cursor в котором выберем пункт Display, или нажмем на соответствующей пиктограмме .
  • Передвигая курсор по графику подберем значение емкости соответствующее частоте среза в 200Гц. В результате получаем 203,248Гц при значении емкости С1=73,438нФ. Результаты построения графика и подбора номинала показаны на рисунке 1.5.
  • Рисунок 1.5 - График зависимости частоты среза от емкости С1
  • 1.3 Оптимизация схемы с помощью приложения PSpice Optimizer
  • Для оптимизации схемы с помощью PSpice Optimizer необходимо добавить элемент optimizer parameters для чего в меню Pspice выберем пункт Place Optimizer Parameters и установим этот элемент на схему.
  • Два раза щелкнем на элементе optimizer parameters, чтобы открыть окно Optimizer Parameters, где вводим имя переменной, подлежащей оптимизации, значение инициализирующее переменную, текущее значение переменной, точность, нижний и верхний предел значения переменной (емкости конденсатора С1). После ввода всех значений нажмем кнопку Add для добавления параметров оптимизации.
  • Затем запустим Optimizer, для чего в меню PSpice выберем пункт Run Optimizer. Откроется окно PSpice Optimizer. Для определения задания оптимизации в меню Edit выберем пункт Specifications, в появившемся окне введем требуемое значение частоты, точность, имя файла симуляции и целевую функцию. Затем необходимо запустить оптимизацию, для чего в меню Tune выберем подменю Auto, в котором выберем пункт Start.
  • В результате получим значение частоты среза 200,022Гц при емкости С1=67,154нФ. Окно PSpice Optimizer с полученными значениями емкости и частоты среза показано на рисунка 1.6.
  • Рисунок 1.6 - Окно PSpice Optimizer с полученными значениями емкости и частоты среза
  • Для замены текущего значения емкости С1 на полученное в результате оптимизации выберем в меню Tune пункт Update Performance. Перейдя обратно в Capture и запустив моделирование получим АЧХ с частотой среза 200,022Гц (Рисунок 1.7)
  • Рисунок 1.7 - АЧХ оптимизированной схемы
  • 1.4 Трассировка печатной платы с помощью приложения Layout Plus
  • Для осуществления трассировки печатной платы в первую очередь нужно создать список цепей в приложении Capture и передать его в приложение Layout Plus. Для этого в меню Tools выберем пункт Create Netlist. В появившемся окне выбираем закладку Layout и нажимаем кнопку ОК. программа сохранит список цепей в файле с расширением MNL.
  • Затем запускаем приложение Layout Plus. Создаем новый файл. При создании нового документа указываем путь к Template File с именем Default, который находится в папке, в которую установлен Layout Plus. Затем указываем путь к файлу списка цепей, который мы создали ранее. Изображение элементов и соединений до разводки приведено на рисунке 1.8.
  • программа оптимизация электронный прибор
  • Рисунок 1.8 - Изображение элементов и соединений до разводки
  • Для проведения автоматической трассировки выберем в меню Auto подменю Auto route в котором выберем пункт Board. После этого Layout Plus автоматически произведет разводку двухсторонней платы. Изображение печатной платы приведено на рисунке 1.9.
  • Рисунок 1.9 - Печатная плата
  • Для изменения вида печатной платы можно изменить расположение элементов не ней, что осуществляется простым перетягиванием и разворотом элементов.
  • Выводы
  • В результате выполнения лабораторной работы были освоены основные навыки работы с пакетом комплексного проектирования электрических схем OrCad 9.2.
  • Смоделирована схема расширителя стереобазы, построены АЧХ.
  • Двумя способами подобрано значение емкости С1 (с помощью Parametric Sweep и с помощью PSpice Optimizer), при которой частота среза составляет 200Гц. Разброс номиналов полученных первым и вторым способами составляет около 8%.
  • Также произведена трассировка печатной платы в приложении Layout Plus.
  • Перечень источников
  • 1. “OrCad 9.2 - electronic book” Свидерская Л.И., ХНУРЭ
  • 2. Конспект лекций по дисциплине “Моделирование в электронике”
  • 3. Справочная система пакета комплексного проектирования OrCad 9.2
  • Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

  • Преимущества и недостатки моделирования электрических цепей на компьютерах. Создание упрощенной кинематической схемы магнитофона в программной среде AutoCAD путем построения примитивов. Проектирование электрической схемы, ее оптимизация и спецификация.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.07.2011

  • Основные характеристики системы автоматизированнного проектирования OrCAD. Этапы создания символьного элемента, графической схемы. Этапы моделирования схемы. Пример создания базовой ячейки матричного умножителя. Создание иерархической структуры.

    курсовая работа [149,5 K], добавлен 14.02.2009

  • Исследование больших объемов данных, выявление зависимостей, статистические и маркетинговые исследования и построение моделей. Создание проекта разработки статистического пакета. Структура пакета, план его реализации. Выбор инструментов разработки.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 20.10.2012

  • Классификация баз данных. Использование пакета прикладных программ. Основные функции всех систем управления базами данных. Настольная система управления базами данных реляционного типа Microsoft Access. Хранение и извлечение электронных данных.

    курсовая работа [962,4 K], добавлен 23.04.2013

  • Создание специализированных пакетов прикладных программ как условие эффективного внедрения вычислительной техники в практику. Текстовые, графические и музыкальные редакторы, электронные таблицы. Системы управления базами данных и программы архиваторы.

    курсовая работа [114,7 K], добавлен 14.04.2009

  • Развитие интегрированных пакетов прикладных программ, механизмы, такие, как OLE и OpenDoc, обеспечивающие их совместную работу. Анализ наиболее известных комплексов, состоящих из прикладных программ, работающих как самостоятельно, так и интегрированно.

    реферат [24,2 K], добавлен 03.03.2012

  • Система P-CAD 2001 как интегрированный пакет программ, предназначенный для проектирования многослойных печатных радиоэлектронных средств. Создание базы электронных компонентов в редакторе Library Executive. Создание пакета в графическом редакторе.

    контрольная работа [2,4 M], добавлен 15.10.2014

  • Анализ пакета программ схемотехнического моделирования и проектирования семейства Microcomputer Circuit Analysis Program. Особенности создания чертежа электрической схемы в МС. Общая характеристика и принципы форматов заданий компонентов и переменных.

    реферат [581,4 K], добавлен 17.03.2011

  • Использование пакета прикладных программ CADElectro для автоматизации проектных работ при создании электрических систем управления на базе контактной аппаратуры, программируемых контроллеров. Архив технической документации, управление данными об изделиях.

    реферат [48,8 K], добавлен 04.04.2013

  • Применение пакета прикладных программ для автоматического учета, оформления почтово-кассовых операций, первичной обработки данных по услугам, оказываемым Почтой России. Открытие операционного дня в системе "WinPost". Формирование отчетных документов.

    презентация [2,6 M], добавлен 10.04.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.